Thí nghiệm ở hình 5.6 cho phép nghiệm lại kết quả tổng hợp hai lực F1, F2 vuông góc

Giải Vật lí 10 Cánh diều Bài 5: Tổng hợp và phân tích lực

Thực hành, khám phá trang 67 Vật lí 10:

Thí nghiệm ở hình 5.6 cho phép nghiệm lại kết quả tổng hợp hai lực F₁, F₂ vuông góc với nhau và có độ lớn tương ứng theo tỉ lệ 4 : 3 (như ví dụ với quả cầu lông nói trên). Trong thí nghiệm này, lực kéo F₁ tạo bởi dây treo 4 quả cân và lực kéo F₂ tạo bởi dây treo 3 quả cân đã giữ cho chùm 5 quả cân không rơi.

- Hãy biểu diễn các lực thành phần F₁, F₂ trong thí nghiệm.

- Nhận xét về liên hệ giữa hợp lực F của hai lực F₁, F₂ với trọng lực của chùm 5 quả cân. Từ đó, thảo luận đề xuất phương án xác định hợp lực F.

- Tiến hành thí nghiệm để xác định hợp lực F. Kết quả thực hiện được ghi theo mẫu sau:

F1	F2	Góc giữa lực F1 và lực F2	Phương, chiều của lực F	F
?	?	?	?	?

- So sánh kết quả thu được qua thí nghiệm với kết quả tính ở trên và rút ra quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy vuông góc.

Lời giải:

a) Biểu diễn các lực thành phần F₁, F₂ trong thí nghiệm.

b) Hợp lực F của hai lực F₁, F₂ có cùng phương, ngược chiều và cùng độ lớn với trọng lực của chùm 5 quả cân. Lực F và P là hai lực cân bằng.

- Đề xuất phương án xác định hợp lực F:

Vẽ lại các lực F₁; F₂ và P theo các phương của sợi dây. Đánh dấu vị trí móc treo 5 quả cân.

Sử dụng lực kế móc vào vị trí móc treo 5 quả cân, thay thế hai hệ quả cân 4 quả cân và 3 quả cân sao cho vị trí móc treo 5 quả cân trùng lại vị trí cũ. Ghi lại số đo của lực kế.

c) Tiến hành thí nghiệm để xác định hợp lực F. Kết quả thực hiện được ghi theo mẫu sau:

F1	F2	Góc giữa lực F1 và lực F2	Phương, chiều của lực F	F
1,96	1,47	900	Lực F cùng phương, ngược chiều với trọng lực P của 5 quả cân.	2,45

d) So sánh kết quả thu được qua thí nghiệm với kết quả tính ở trên và rút ra quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy vuông góc.

Kết quả thí nghiệm đúng với kết quả đã tính ở trên.

Quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy vuông góc: Hợp lực của hai lực đồng quy vuông góc là đường chéo hình chữ nhật tạo bởi hai cạnh.